ГМО и плазмиды

«На мой взгляд, самый страшный метод встраивания гена – с использованием плазмид (кольцевых ДНК) агробактерий

Ирина Ермакова

Как-то посмотрела опять ГМО страшилку с Ермаковой. В этот раз глобальное зло Ермаковой – плазмиды. Это получается еще хуже чем вирусы, а прионы так вообще меркнут над этом фоне. Кому охота погуглить, просто наберите «Ермакова» и «плазмиды», а я просто разберу по пунктам, где правда, а где не очень.

Плазмиды, это небольшие кольцевые молекулы ДНК, которые присутствуют в бактериальной клетке многих видов. Эти плазмиды размножаются (реплицируются) в бактерии независимо, несут несколько генов и могут в принципе довольно легко переноситься в другие бактериальные клетки. Бактерии также могут терять эти плазмиды совсем. Гены, которые в них закодированы – самые разные и могут использоваться для нужд самой клетки.

В почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens, например, содержится плазмида, где закодированы гены для инфицирования растения. Называется она Тi tumor inducing и именно она стала любимым инструментом растительных биотехнологов. Обычно в этом месте некоторые начинаются пугаться, дескать, пошто такие зловредные плазмиды используете? Биотехнологи на это вяло отшучиваются, дескать, tumor inducing зубы у плазмиды выдрали, она как бы безвредная теперь. Я только добавлю, что механизм, который вызывает образование опухоли у растений в даном случае, совсем не соответстветствует таковому у человека, так что в этом отношении можно уже расслабиться, опасности поджидают в другом месте.

Итак, с того момента, как эта плазмида попала в руки технологов, следует воспринимать ее как инженерное приспособление и так к нему относиться. О нем уже известно практически все, только Ермакова об этом не знает. Я надеюсь, что она это прочтет и тоже будет знать.

Доставка плазмиды из бактерии в клетку хозяина сложный процесс, в котором задействовано много различных молекулярных механизмов. Чтобы представить масштабы, достаточно сходить по этому линку и посмотреть, как все это выглядит. Есть вариант доставки баллистичесим методом с помощью пушки, но и в этом случае доставку плазмиды в геном обслуживает сложная клеточная молекулярная машинерия.

Не важно, каким образом плазмида попадает в клетку хозяина, доставляет ли часть ее сама бактерия, или ее «застреливают» баллистическим методом, пушкой, дальше ее судьба такова. Если ее не распознали и не порезали сразу нуклеазы, она проникает в ядро, разрезается специальными белками, которые в самой плазмиде и закодированы, и один ее кусок, который ограничен специальными последовательностями, встраивается в геном. Остальное режется в хлам. Клетке лишние ошметки ДНК ни к чему, а нуклеотиды можно пустить на свои нужды. В этом месте у Ермаковой возникают подозрения.

  1. Неразрезанная плазмида может где-то спрятаться, например, в другой органелле, митохондрии. Размножиться там. Подождать, пока мы съедим ГМО, выпрыгнуть и втроится в наш любименький геном.
  2. Встроенная плазмида может «выпрыгивать» обратно из генома и встраиваться куда-попало.

Итак. Цитирую Ермакову:

«При использовании плазмид агробактерий в процессе биотехнологических процедур «исследователь априори не знает, какая клетка эксплантата трансформируется, сколько копий Т-ДНК встроится в геном и в какие хромосомы, и не в силах это контролировать, но, одновременно модифицируя множество эксплантатов, впоследствии отбирают те регенерировавшие растения, что представляют для него интерес. Остается открытым вопрос, куда деваются «неотработанные» плазмиды с генами?»

Исследователь действительно этого не знает. Но когда он отобрал те, которые представляют интерес, он может точно узнать, сколько копий встроилось в геном, в какие хромосомы, более того, если «неотработанная» плазмида завалялась в клетках, то простым методом Саузерн-гибридизации ее всегда можно «увидеть». Проморгать практически невозможно, это обязательная рутинная процедура. Будет виден сигнал, соответствующий размеру плазмиды. Лично я еще не встречала, чтобы какая плазмида где затесалась.

«Известно, что плазмиды реплицируются (т.е. копируются). Попадая в наш организм, они не разрушаются за счет своей очень устойчивой кольцевой формы, а проникают в бактерии кишечника, в кровь (белые кровяные тельца) и распространяются по всему организму, они могут попасть в любой орган и встроить ненужные гены в клетки этого органа.»

Во-первых, бактериальная кишечная флора сама содержится целый набор своих собственных плазмид. Кроме нее мы ежедневно поглощаем огромное количество разнообразных бактерий, у которых тоже навалом своих плазмид. Нормальные почвенные бактерии содержат кучу плазмид с различной антибиотико-устойчивостью. Мы также ежедневно съедаем множество почвенных бактерий Agrobacterium tumefaciens с плохо помытой экологически-чистой морковкой. У них эта Тi-плазмида в полном здравии вместе со всеми, если хотите, «страшными» опухолеобразующими генами. Более того, известно, что при определенных условиях эта бактерия действительно может инфицировать человеческие клетки, что происходит крайне редко.  А в целом, мы пока не наблюдаем глобального мора от плазмидной «инфекции».

Кто-то, комментируя плазмидную истерию,в каком-то форуме заметил, дескать, не может быть, что Agrobacterium tumefaciens уж очень распространена в природе, иначе все растения были бы больны. Увы. Мне нечем утешить человека. Agrobacterium tumefaciens настолько распространена, что для борьбы с нею даже не рассматриваются дезинфицирующие методы, а большая надежда возлагается только на культивирование устойчивых растений. Ибо у растений все как у нас – одни заболевают, а другие нет. Потому что восприимчивость и у них генетически определена, а также зависит от условий культивирования. В общем, придется примириться с фактом, что мы употребляем эти чертовы плазмиды и без ГМО в больших количествах. А вот сами ГМО плазмид уже не содержат, а только их куски, которые прочно встроены в геном.

Допустим, с небольшой долей вероятности, что встроенный кусок, выпрыгнул. Сама не видела, но коллеги рассказывали. Вот был в руках хороший, годный трансген, а потом хоп, проанализировали 15е поколение, а оно девственно, как дикий тип. В этом месте я молчу, потому что вероятнее всего, что не кусок выпрыгнул, а семена не из того пакетика взяли, но допустим, что такое произошло. Встроенный кусок «выпрыгнул». Ну туда ему и дорога. Размножиться ему уже не светит, потому как «размножалка» оri (такая последовательность ДНК, которая является точкой начала репликации) оторвана еще при встраивании. Может он еще куда-то встроиться? Ну…Скажем если этому куску сильно повезет и у него в структуре окажутся специальные последовательности с качествами мобильных элементов генома или с удачными сайтами рекомбинации, а также он окажется в нужный момент времени S-фазы (фазы синтеза ДНК) в нужном месте, то вполне вероятно, что он переместится из одного куска генома в другой. А вот чтобы он встроился в геном того, кто эту плазмиду проглотил…

Тут надо заметить, что в генетическом векторе Тi-плазмиде кроме гена, содержится еще специальная последовательность нуклеотидов перед самим геном, которая регулирует включение гена  — промотор. Как бы кнопка. Нет кнопки – ген не работает. Среди борцов против ГМО  этот промотор еще страшнее, чем сама плазмида. Можно предположить вероятность, что эта «кнопка» случайно встроится в наш геном перед каким-то «спящим» геном, который Тот-Самый-Ген, о котором мы еще ничего не знаем, но который вдруг провоцирует рак. Он включится и все. Рак тут как тут. Теоретически такое событие возможно. Практически – его вероятность мы сейчас прикинем.

Значит мы сожрали организм с ДНКой. Растительный ли, животный ли, вирусов наглотались ли, плазмид – не имеет значения. Вся эта ДНК содержит кучу генов (и не только генов) и все с промоторами. Прикинем масштабы. Если выстроить всю ДНК, которую мы поглощаем за день, то получим цепь, равную расстоянию от Солнца до Земли. Вот мы проглотили эту галактику, переварили. В желудке что-то валится, а что-то нет. Проникает в кровь, да-да. В клетки кишечника. Может даже что и встраивается. Среди всего этого наш махонький кусочек ГМО (если мы его вдруг проглотили) это как песчинка в этой галактике, причем он не обладает какими-либо особенными качествами, отличными от всей проглоченной ДНК. Но мы все-равно продолжим наши умозрительные расчеты. Вот прикинем, что именно эта песчинка, тот самый промотор из ГМО длиной в тысячу нуклеотидов все-таки проник в нашу клетку и вот-вот встроится в геном.

Сейчас посмотрим на наш геном в той самой клетке кишечника, в которую вдруг попал роковой кусок зловредного промотора. Суммарная длина всех молекул ДНК в одной клетке равна приблизительно 2 м, они содержат около 3,2 млрд пар нуклеотидов. Допустим, в этом молекулярном мотке длиной 3,2 млрд где-то есть (если вообще есть) «спящий» ген длиной, скажем, 10 тысяч нуклеотидов. При этом  мы помним, в геном так просто не влезть, там еще должны быть инструменты для встраивания. Понятно, что вероятность такого события практически невозможна.

Но у меня для вас есть сюрприз. Человеческий геном сам по себе содержит  500 000 больше миллиона предсказанных мобильных элементов генома со всеми признаками промоторов. Они заточены под то, чтобы прыгать по собственному геному, включая и выключая разнообразные гены. Зачем они и что они делают – непонятно.  Вот здесь вероятность рокового события настолько велика, что ГМО просто нервно курит в сторонке.

Advertisements

30 комментариев на «ГМО и плазмиды»

  1. Добре написано, але боятись все одно простіше.

    Мені здається, що на фрази «ніхто не знає, що там з ними станеться» або «досі нікому не відомо» активуються якісь спеціальні архаічні нейронні групи в мозку 🙂

    • progenes:

      Мабуть у одних активують одні групи — блокуючі, а в інших — здорову цікавість. Причому в даному випадку «досі нікому не відомо» не зовсім актуально. Мене досі вражає, як розколупали механізм переносу.

  2. ПРиятно и понятно написано 🙂 Меня вообще удивляет этот цЫрк с ГМОй. Каждому истерику по тому поводу даю в руки двухтомник по генетике и отправляю читать. Ниасилил первую главу — к декламации гмошных бредней не допускается 🙂

    • progenes:

      Ну если это приватная какая дискуссия, можно и учебником размахивать. Но «плазмидная паранойя» в больших масштабах выплескивается на головы слушателей прямо из телевизора. Надо что-то делать, вот и штопаю прорехи.

      • Елена Бизина:

        не надо упирать на модификацию генома, что оно встраивается-вырезается и т.п., а почему вы ничего не пишете про белок, который на информац.базе этой самой плазмиды образуется? Ведь наш организм воспринимает его как чужеродный, особенно если плазмиды устойчивы и может вызвать аллергии и прочие непредвиденные реакции, в частности, многие виды рака провоцируются белками..

        • Уважаемая Елена Бизина !
          Я полностью поддерживаю Ваше мнение про ГМО и плазмиды.
          Интересно было бы также узнать Ваше мнение по поводу создания векторов для доставки во все клетки организма полезных для организма генов. То есть меня интересует не защита от вредных плазмид с вредными генами, а использование полезных плазмид (или возможно вирусов типа AAV) для доставки полезных генов во все клетки организма.
          Как преодолеть иммунную систему организма, которая будет препятствовать такой доставке ?
          Не известны ли Вам публикации на эту тему ?

      • Интересная заметка про ГМО.
        С использованием плазмид ГМО при выращивании новых сортов борщевика удалось получить поразительные результаты. Полученные новые сорта уже не поддаются действию средства «Агрокиллер» и распространяются с удвоенной скоростью по сравнению с известным аналогом.

  3. Девятый эль:

    споециальные

  4. anatika:

    Cпасибо, все очень понятно и трезво, как всегда, изложено. Буду рекомендовать к прочтению.

  5. dimi4:

    Врядли возможна репликация плазмид в эукариотической клетке с бактрериального ori. Слишком разные системы репликации. Так что остается ori или нет не важно.
    Ермакова и саузерн-блот это что то несбыточное. Я не уверен даже, что она знает это слово. Неоднократно предлагал ей и ее последышам более простой вариант — экстракция всей ДНК с последующей ее трансформацией в еколятину, и растить на соответствуюшем антибиотике. Воз и ныне там.
    В принципе даже опытов никаких не надо. Достаточно знать некоторые простые законы Менделя о наследовании, чтобы выяснить как наследуется встройка. Законов Менделя Ермакова тоже не знает, что впрочем не удивительно.
    Теперь, предвидя сопли ГМОфобов, по Шуберту и ко. Его работы в принципе ничего не имеют общего с получением ГМО. Есть десятки а то и сотни подобных работ, где плазмиды вскармливались или вкалывались всем подряд, с последущим наблюдениями, деградируют или нет. Связаны эти исследования с новым поколением вакцин на основе плазмид. Некоторые из этих вакцин уже проходят предклинические испытания. Не знать об этом Ермакова не может, но почему-то молчит (не проплатили?). А ведь скоро всем будут вкалывать вполне реальные плазмиды, которые, минуя кишечник, будут проникать прямо в клетки и нарабатывать белочки.

    • Eraser:

      >>Связаны эти исследования с новым поколением вакцин на основе плазмид.

      Невозбранно предвижу ещё более тесную спайку между ГМОфобами и антипрививочниками.

  6. Аноним:

    Shob tebya plazdmida traxnyla dura

  7. Совсем недавно обсуждали результаты экспенриментов во Франции… Помните, там где бедных мышей кормили генномодифицированной кукурузой??

    Если кто не в курсе >> http://www.greenrightnow.com/kgo/2012/09/19/rats-fed-gmo-corn-developed-frequent-tumors-a-new-study-says/ <<

    Так вот, насколько я понял сами по себе gm продукты не так опасны (правда иногда бесполезны), но факт имеет место быть… и как думаете? может это не есть последствия непосредственно G.M., а просто негативное влияние веществ — дряни, которая поставляется с семенами по контракту?

  8. Марите:

    Да там линия крыс сама по себе болезная была 🙂 30% опухолей в контроле — за такую постановку опыта диплом отюбирать надо,чему их учили, этих горе-исследователей?

  9. Ірина:

    Все стає ще цікавіше. Про горизонтальний перенос генів у еукаріотів. Уже стара новина. У рунеті звучала так: » Ученые сумели доказать, что горизонтальный перенос генов присущ не только примитивным организмам, но и относительно сложным.» А стаття самих учених тут http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21194949 «Horizontal transfer of a large and highly toxic secondary metabolic gene cluster between fungi.»

  10. lucky:

    Для переноса генов с-MYC, OCT4, KLF4, LIN28 и NANOG можно использовать плазмиду, так как плазмида не встраивается в геном. Если использовать лентивирус для доставки генов, то вирус может встроится в любое место генома и нарушить работу какого-то важного гена. Если же использовать лентивирус, то необходимо предусмотреть самоликвидацию вируса на случай, если клетка не дифференцируется ни в каком направлении после индукции плюрипотентности. А это может привести к образованию опухоли.

    • Алексей:

      Вот только используют ли лентивирусы?

      • Лентивирусы используют и самоликвидация вируса на случай, если клетка не дифференцируется ни в каком направлении после индукции плюрипотентности, предусмотрена. Всё уже проверено на мышах и на крысах. Действительно, если не предусмотреть самоликвидацию, то в большинстве случаев развивается рак. В качестве критерия для самоликвидации в опытах на крысах учитывали активность гена OKT4.

  11. Аноним:

    Написано неплохо и по делу. Вот только описание одной немаловажной детали не вполне соответствует современному научному знанию о переносе генов с помощью агробактериальной плазмиды. А именно, кольцевая агробактериальная плазмида вообще не переносится в клетку растений, а остаётся в клетке самой агробактерии. В растительную же клетку переносится только та часть агробактериальной плазмиды, на которой содержится трансген (целевой ген) и которая называется Т-ДНК (транспортная ДНК). Механизм переноса Т-ДНК действительно сложен, но уже хорошо изучен и понятен с научной стороны. Так что теряться в догадках о дальнейшей судьбе кольцевой агробактериальной плазмиды в клетках растений нет никакого смысла по той простой причине, что этой самой плазмиды в клетках растений нет и быть не может.

    Ну а шум, поднятый уважаемым д.б.н. И.В. Ермаковой, которая пытается представить себя неосведомлённой публике «независимым экспертом по проблемам биобезопасности», на самом деле свидетельствует о полном незнании ею сути самой проблемы или же говорит о её целенаправленном нежелании достоверно освящать важные научные факты в своих выступлениях, что лишний раз подтверждает низкий уровень квалификации Ермаковой как учёного в данной области биологии. Чего только стоят одни выступления Ермаковой о ГМО как инструменте геноцида русского народа (см. youtube)! Полный бред… Проблема в том, что Ермаковой, к сожалению, постоянно предоставляется эфирное время для распространения в Российском обществе выдуманных ею страшилок и не соответствующей действительности информации.

  12. Vitalii:

    Есть вопрос по близкой теме — перевариваемость ДНК в ЖКТ. Может быть прокомментируете?

    Набрел на ряд статей Schubbert at al. за 94, 97 и 98 год (напр Mol Gen Genet (1994)242:495 504 ) . Авторы кормили мышей ДНК бактериофага М13 — то с пипетки, то подмешивая к пище и потом обнаруживали фрагменты этой ДНК в самых различных мышиных органах и тканях, в т.ч. даже за плацентарным барьером.
    Потом нашел ряд статей других авторов (Mol Genet Genomics (2001) 265:225-233), которые кормили мышей просто соей и потом искали специфический растительный ген (кодирующий ribulose-1.5-bisphosphate carboxilase) в разных органах и тканях. И не нашли ничего и нигде.
    В чем тут фишка? Почему одна ДНК благополучно переварилась, а другая расползлась по организму?

  13. Cветлана:

    а что же вы умалчиваете,что мембрана нашей клетки легко может разрушаться под воздействием вируса,причем изнутри. и если как вы здесь выражаетесь «сожрать» трансген и в это время еще и болеть гриппом, то последействия действительно — самые ужасные! от бесплодия, токсических поражений — до рака!!! все такие умники, блин. сами гмо сторонники не до конца уверены в безопасности всей этой хероты, т.к. тесты, сейчас ВНИМАНИЕ!!! проводились только на животных!!!! не было тестирований на людях, а получается что эта хрень уже далеко «за рамки» дозволенного расспространилась . Поэтому я тем более не понимаю таких умников, которые уверяют меня,мою семь,мои родных, близких якобы в полной безопасности!!! откуда, вы моя дорогая можете об этом знать, из лаборантского «гнезда»?? Сами ученые утверждают,что блокируют проведение опытов не только в России, но и в других странах тоже!! а Ермаковой еще потом и спасибо скажете, я не ее сторонник, даже лично с ней спорила, да,в опытах были погрешности! НО! лишь в части описания, неграмотно вела дневник, и всего лишь! И опять же НО, результаты ее опытов совпали с многими другими российскими ученым, и не только ее последователями, сходите уже умойтесь наконец то, умники мля, и самоутверждайтесь на чем-нибудь другом!!! НОтолько не за счет здоровья всего генофонда человечества! Хотя объяснимо опять же почему… параноикам же масштабы нужны! ну-ну…только отработайте сначала на своем поколении!!

  14. Алина:

    скоро вообще дойдет,что научаться скрещивать собаку и человека, человека и обезьяну, ну а что,на животных и растениях научились, ну и мы сойдем! Как вы на это смотрите — гмо сторонники??!!!! а это приведет только к одному, к вымиранию какого-то определенного вида, и деградации общей популяции. Сжигать срочно надо все эти участки с ГМО!! все поля, семена, все культуры, объявлять мировой карантин,больше никак не остановить этот маховик уничтожения всего живого на земле. Органичная природа на то и нужна,чтобы бытсро реагировать на изменения в окружающей среде, а если виды изменили несмотря ни на что, на ориентироваться то не на что будет,задохнемся в угарном газе, и земля станет такой же необитаемой как марс…

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s

%d такие блоггеры, как: